[發明專利]光纖預制體的制造方法和用于制造該預制體的燃燒器

有效

• 申請號: 201410088958.0
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN103922578A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 吉田真
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本發明是申請號為2009?1?0005?398.7，申請日為2009年2月26日，發明名稱為“光纖預制體的制造方法和用于制造該預制體的燃燒器”的申請的分案申請

技術領域

本發明涉及通過在火焰中水解玻璃原料以產生玻璃微珠并將玻璃微珠沉積在旋轉生長棒（start?rod）上來制造光纖預制體的方法和用于制造該光纖預制體的燃燒器（burner）。

背景技術

迄今為止，提出了用于制造光纖預制體的各種方法。在這些方法之中，由于外汽相沉積（Outside?Vapor?Phase?Deposition，OVD）法可以相對容易地制造具有期望折射率分布的光纖預制體并且能夠批量生產大直徑的光纖預制體，因此，廣泛使用該外汽相沉積法，在該外汽相沉積法中，在使燃燒器和旋轉生長棒相對往復移動的同時將在燃燒器火焰中產生的玻璃微珠附著并沉積在旋轉生長棒上，從而合成多孔質預制體（即，煙灰（soot）預制體），并且在電爐中使該多孔質預制體脫水和燒結。

例如，日本專利申請No.04-243929號公報和日本專利申請No.10-101343號公報等中公開的方法從同軸線配置有多個噴嘴的具有同軸線多管路結構的燃燒器噴出如四氯化硅等玻璃原料、可燃氣體和燃燒輔助氣體，使得在燃燒器火焰中產生玻璃微珠并且將該玻璃微珠沉積在生長棒上。

為了提高光纖預制體的生產率，必須增加玻璃微珠的沉積速率。然而，增加玻璃原料的供給速率來增加玻璃微珠的沉積速率導致玻璃微珠在生長棒上的沉積效率降低，使得光纖預制體的生產成本增加。另外，沉積效率的降低使反應室中的沒有沉積在生長棒上的漂浮玻璃微珠的量增加。結果，反應室中的漂浮玻璃微珠附著到沉積在生長棒上的煙灰的表面，使得可能在透明地玻璃化之后的光纖預制體中形成氣泡。

沉積效率降低的原因是：玻璃原料的供給速率的增加使玻璃微珠的流速變大，使得玻璃微珠到達煙灰表面所需的時間變得太短。

通常從配置在具有同軸線多管路結構的燃燒器中的噴嘴中噴出玻璃原料氣體，并且通過玻璃原料在火焰中的水解反應產生玻璃微珠。用于噴出玻璃原料的噴嘴的直徑的增大使玻璃微珠的流速降低，從而，玻璃微珠到達煙灰表面所需的時間變長。然而，噴出的玻璃原料火焰在噴嘴徑向上的厚度增加，使得在玻璃原料火焰的中央部的反應被推遲，并且未提高得到的沉積效率。

日本專利申請No.04-243929號公報公開了一種具有同軸線多管路結構的燃燒器，在該結構中，用于噴出玻璃原料的噴嘴被配置在可燃氣體用噴嘴和氧化氣體用噴嘴之間。然而，在該燃燒器中，噴出可燃氣體（H₂）和氧化氣體（O₂），從而將玻璃原料氣體夾在該可燃氣體和氧化氣體之間，使得形成H₂O的反應緩慢地進行。因此，SiO₂的產生緩慢地進行。

日本專利申請No.10-101343號公報公開了一種具有分別用于噴出玻璃原料的多個噴嘴的燃燒器。然而，該燃燒器的結構復雜，使得難以以合理的成本和穩定的品質批量生產預制體。

發明內容

本發明的目的是提供能夠利用具有簡單結構的燃燒器在不降低沉積效率的情況下以高沉積速率在生長棒上沉積玻璃微珠，并且能夠制造很少具有氣泡的光纖預制體的光纖預制體的制造方法以及用于制造光纖預制體的燃燒器。

根據本發明的第一方面的光纖預制體的制造方法的特征是該方法具有以下步驟：從燃燒器的多個噴嘴分別噴出玻璃原料氣體、可燃氣體、燃燒輔助氣體和密封氣體，從而在火焰中水解玻璃原料氣體來產生玻璃微珠，該燃燒器具有同軸線地配置且直徑彼此不同的多個管路，由多個管路限定多個噴嘴；以及使燃燒器相對于生長棒移動，從而使玻璃微珠沉積在生長棒上，其中，在噴出步驟中，從多個噴嘴之中的規定環狀噴嘴噴出玻璃原料氣體與燃燒輔助氣體的混和氣體，從位于環狀噴嘴的內側的內側噴嘴噴出可燃氣體，從位于環狀噴嘴的外側的外側噴嘴分別噴出可燃氣體和燃燒輔助氣體。

根據本發明的第二方面的光纖預制體的制造方法的特征是該方法具有以下步驟：從燃燒器的多個噴嘴分別噴出玻璃原料氣體、可燃氣體、燃燒輔助氣體和密封氣體，從而在火焰中水解玻璃原料氣體來產生玻璃微珠，該燃燒器具有同軸線地配置且直徑彼此不同的多個管路，由多個管路限定多個噴嘴；以及使燃燒器相對于生長棒移動，從而使玻璃微珠沉積在生長棒上，其中，在噴出步驟中，從多個噴嘴之中的規定環狀噴嘴噴出玻璃原料氣體與可燃氣體的混和氣體，從位于環狀噴嘴的內側的內側噴嘴噴出燃燒輔助氣體，從位于環狀噴嘴的外側的外側噴嘴分別噴出可燃氣體和燃燒輔助氣體。